Frischzellenkur für 10-Zoll Plotter

Vor kurzem ist es mir gelungen, ein Compute Module 4S (CM4S) zu erwerben. Das war in der Vergangenheit gar nicht so einfach, da diese Variante nur an Industriekunden verkauft wurde. Aber der Reihe nach. Mein alter Plotter auf Basis des Compute Module 3+ (CM3) hat mir gute Dienste geleistet, bis er zu träge wurde, da aktuelle Software immer mehr Ressourcen verlangt. Prinzipiell könnte man die Software auf einem alten Stand belassen, wäre da nicht die Anforderung, aktuelle Seekarten zu verwenden. Die Darstellung der Seekarten erfolgt über ein Software-Plugin des Kartenherstellers und der entwickelt Karten und Plugin ständig weiter, was dann eine Abhängigkeit zu aktuellen Betriebssystemen bedingt. 

Der Vorteil eines Compute Moduls ist, dass man es relativ leicht austauschen kann unter Beibehaltung der Basis-Platine. Das CM3 verwendet als Steckplatz das SODIMM-Format, welches seit einigen Jahren kaum noch verwendet wird und in der Beschaffung einen Engpass darstellt. Deshalb hat die Raspberry Pi Ltd das Format beim CM4 gewechselt auf ein anderes Steckformat. Um Industriekunden nicht zu verprellen, wurde dann noch der CM4S mit SODIMM-Anschluss verkauft, der für Endkunden aber nicht verfügbar war. 

Lange Rede, kurzer Sinn: Ich habe jetzt die Chance, den alten Plotter vom BCM2837 Prozessor mit 1GB RAM aufzurüsten zum BCM2711 quad-core 64-bit Cortex-A72 (Arm v8) bei 1.5GHz Takt mit 4GB RAM. Damit ist der Plotter wieder fit für aktuelle Software – dachte ich und der Beitrag könnte hier zu Ende sein. 

Den Plotter hatte ich seinerzeit mit Debian 9 (Stretch) und OpenCPN betrieben und später auf Debian 10 (Buster) aktualisiert und zum Schluss sogar mit Debian 11 (Bullseye) und AvNav betrieben. Mit dem CM4S und der Wiederbelebung erfolgte der Sprung nach Debian 13 (Trixie). In einer relativ steilen Lernkurve musste ich erfahren, dass sich einiges geändert hat: 

• Seit Debian 12 (Bookworm) gibt es diverse HDMI-Einstellungen in der Konfigurationsdatei (config.txt) nicht mehr. Statt dessen kann die Bildschirmauflösung in der cmdline.txt vorgegeben werden (video=HDMI-A-1:1280x800M@60D vc4.force_hotplug=1).
• Die Adressierung der GPIO-Anschlüsse wurde geändert (besser abstrahiert), die bisher verwendeten Bibliotheken zur Kommunikation mit der Hardware und den Tasten waren abgekündigt, so dass die Software zur Tastenemulation und zur Abschaltung des Plotters angepasst werden musste.
• Die Benutzeroberfläche wurde von X11 auf Wayland umgestellt, was zur Folge hatte, dass Software zur Mausansteuerung zwar noch lief, aber die Maus nicht angezeigt wurde. Auch hier waren Softwareanpassungen notwendig, da eine Umschaltung auf X11 für eine Fehlansteuerung des Bildschirms sorgte. Da die Gefahr bestand, den Bildschirm zu beschädigen, wurde Wayland beibehalten.
• Das CM4 und auch das CM4S deaktivieren standardmäßig den USB 2.0 Controller. Deshalb fiel das WLAN (per USB-Stick) immer nach wenigen Minuten aus, Bluetooth erkannte keine Geräte und die Touch-Funktion des Bildschirms fehlte. Es war nur möglich, mit einem USB 3.0 LAN Adapter auf den Plotter zuzugreifen. Es hat etwas gedauert, den magischen Befehl für die config.txt zu finden, um dieses Problem zu lösen: dtoverlay=dwc2,dr_mode=host
• Nach Aktivierung des USB 2.0 Controllers liefen WLAN sowie Bluetooth und die Hardware war angenehm performant (vorher wirkte sie überlastet). Die Touch-Funktion war weiterhin träge und hatte ein Eigenleben (Fenster öffneten sich selbstständig und schlossen sich auch wieder). Ursache waren diesmal keine Änderungen im Raspi OS, sondern der Service der Navigationssoftware AvNav mit der Eigenart, sich sämtliche seriellen (USB-)Schnittstellen zu schnappen und zu initialisieren. Dazu gehörte die Touch-Schnittstelle und nachdem ich AvNav angewiesen hatte, die Finger vom Touch zu lassen, funktionierte auch die Touch-Bedienung wie gewohnt.

Der Lohn der Mühe ist jetzt ein weiterer Plotter (auf der Reservebank) mit aktueller Software und ergonomischen Reaktionszeiten bei der Bedienung.

 Zwei kleine Baustellen sind offen, die aber keine Showstopper sind: 

• Beim Herunterfahren wird die Hintergrundbeleuchtung des Bildschirms nicht ausgeschaltet. Vermutlich noch ein Problem mit der GPIO-Ansteuerung.
• Wird die Maus per Tastatur bedient und ein Klick ausgelöst, passiert nichts. Vermutlich stimmen optische Mausposition und interne Mausposition nicht überein.

Ich bin gespannt wie sich der neue alte Plotter während der Saison schlägt.